Фамилия Главатских — яркий образец северорусской модели фамилий на -их/-ых, распространённой в Архангельской, Вологодской, Вятской губерниях и в Пермском крае. Такие фамилии по сути застывшая форма родительного падежа множественного числа, отвечающая на вопрос «чьих?»: Главатских — «из рода Главатских», то есть из семьи, где главу звали Глават. Суффикс -ск- здесь вторичный, он прирос к основе уже в документах, когда фамилию нужно было вписать в официальные списки — это отличает её от простых «-их» фамилий вроде Главатих.

Основа фамилии — прозвище Глават, которое образовано от слова «глава» с помощью суффикса -ат-, характерного для прилагательных со значением «обладающий чем-то в избытке» (ср. бородатый, носатый). Прямое значение — «головастый». В народной речи это могло означать и человека с крупной головой, и того, кто выделялся умом, сообразительностью, был «главным» в своей среде. Вторая версия — что прозвище дали по внешнему признаку — кажется более бытовой и вероятной для деревенской среды, где прозвища часто цеплялись за заметные черты облика.

Маловероятно, что корень связан с церковнославянским «глава» в значении «начальник, руководитель» — для такого прозвища в русских говорах были более употребительны слова «большак», «старшой» или просто «голова» (как в фамилии Головин). Глават — форма именно диалектная, с характерным для северных говоров усечением и аканьем. Встречается она и в других фамилиях того же ареала: Главацкий, Главатик, Главатский, но Главатских — одна из самых узнаваемых благодаря окончанию.

Фамилия довольно редкая, её носители сосредоточены в Кировской области (бывшая Вятская губерния), Пермском крае и Удмуртии. Встречается она и в Сибири, куда в XIX веке переселялись крестьяне с Вятки. Сословно это почти наверняка крестьянская фамилия: в среде духовенства или дворянства такие «-их» формы практически не встречались. Никаких известных исторических личностей с этой фамилией в открытых источниках не зафиксировано, что только подтверждает её народное, «земское» происхождение.